Класс String в Java

Класс String в Java представляет строку, то есть последовательность символов. Все строковые литералы, определенные в Java-программе (например, "abc"), это экземпляры класса String.

Кратко

• Строки создают литералом в двойных кавычках. Конструктор new String() нужен в редких случаях.
• Одинаковые литералы Java хранит в String Pool и переиспользует, поэтому == для них дает true. Для строк, созданных через new, тот же == даст false.
• Сравнивать строки по содержимому нужно методом equals(), а без учета регистра методом equalsIgnoreCase().
• Любой объект и примитив переводится в строку методом String.valueOf(), а строка в число методами parseInt(), parseDouble() и другими parse... у классов-оберток.
• String.join() собирает коллекцию в одну строку, а split() разбивает строку на массив по регулярному выражению.
• Из современного: с Java 9 работают Compact Strings, с Java 11 есть isBlank(), strip(), repeat() и lines(), с Java 15 текстовые блоки и formatted().

Давай посмотрим на его ключевые характеристики:

1. Класс реализует интерфейсы Serializable и CharSequence. Поскольку он входит в пакет java.lang, его не нужно импортировать.
2. Класс String в Java это final класс, который не может иметь потомков.
3. Класс String это immutable класс, то есть его объекты не могут быть изменены после создания. Любые операции над объектом String, результатом которых должен быть объект класса String, приведут к созданию нового объекта.
4. Благодаря своей неизменности, объекты класса String являются потокобезопасными и могут быть использованы в многопоточной среде.
5. Каждый объект в Java может быть преобразован в строку через метод toString, унаследованный всеми Java-классами от класса Object.

Работа с Java String

Это один из самых часто используемых классов в Java. В нем есть методы для анализа определенных символов строки, для сравнения и поиска строк, извлечения подстрок, создания копии строки с переводом всех символов в нижний и верхний регистр и прочие. Список всех методов класса String можно изучить в официальной документации. Также в Java реализован несложный механизм конкатенации (соединения строк), преобразования примитивов в строку и наоборот. Давай рассмотрим некоторые примеры работы с классом String в Java.

Создание строк

Проще всего создать экземпляр класса String, присвоив ему значение строкового литерала:

String s = "I love movies";

Однако у класса String есть много конструкторов, которые позволяют:

• создать объект, содержащий пустую строку
• создать копию строковой переменной
• создать строку на основе массива символов
• создать строку на основе массива байтов (с учетом кодировок)
• и т.д.

String Pool и интернирование строк

Теперь давай разберемся, что происходит в памяти, когда мы создаем строки разными способами. Это поможет тебе понимать, как Java оптимизирует работу со строками и почему иногда важен способ их создания. Что такое String Pool? String Pool (пул строк) это специальная область памяти в Java, где хранятся строковые литералы. Когда ты создаешь строку с помощью литерала, Java сначала проверяет: есть ли уже такая строка в пуле? Если да, просто возвращает ссылку на существующий объект. Если нет, создает новый и помещает его в пул. Это экономит память, ведь одинаковые строки не дублируются! Практический пример:

public static void main(String[] args) {
    String a = "JavaRush";
    String b = "JavaRush";

    System.out.println(a == b);  // true
    System.out.println(a.equals(b)); // true
}

Почему a == b возвращает true? Потому что обе переменные ссылаются на один и тот же объект в String Pool. Java увидела, что строка "JavaRush" уже существует в пуле, и просто вернула ссылку на нее. А что с конструктором? Когда ты создаешь строку через конструктор new String(), Java всегда создает новый объект в памяти (в heap), даже если такая строка уже есть в пуле:

public static void main(String[] args) {
    String c = new String("JavaRush");
    String d = new String("JavaRush");

    System.out.println(c == d);  // false
    System.out.println(c.equals(d)); // true
}

Почему c == d возвращает false? Потому что c и d ссылаются на два разных объекта в памяти, хотя содержат одинаковый текст. Оператор == сравнивает ссылки (адреса в памяти), а метод equals() сравнивает содержимое строк. Метод intern(): принудительное интернирование Если ты создал строку через конструктор, но хочешь поместить ее в String Pool, используй метод intern():

public static void main(String[] args) {
    String e = new String("JavaRush").intern();
    String f = new String("JavaRush").intern();

    System.out.println(e == f);  // true
    System.out.println(e.equals(f)); // true
}

Метод intern() проверяет: есть ли такая строка в пуле? Если да, возвращает ссылку на нее. Если нет, добавляет в пул и возвращает ссылку.

Литералы vs конструктор: что выбрать?

Когда использовать литералы? В 99% случаев используй литералы (двойные кавычки):

String name = "Alex";  // ✅ Правильно

Почему?

• Экономит память (благодаря String Pool)
• Быстрее работает
• Проще и понятнее код
• Это стандартная практика в Java

Когда использовать конструктор? Конструктор new String() нужен очень редко, только если тебе действительно нужен новый объект в памяти. Например:

// Редкий случай: нужна копия строки из ненадежного источника
String userInput = getUserInput(); // может содержать огромную строку
String safeString = new String(userInput.substring(0, 10));
// Теперь safeString это отдельный объект, и огромная userInput может быть удалена сборщиком мусора

Но даже такие случаи встречаются крайне редко. Запомни правило: всегда используй литералы, если нет веской причины делать иначе. ❌ Типичная ошибка новичков:

String s = new String("Hello");  // ❌ Плохо! Создается два объекта

В этом коде создается два объекта:

1. Литерал "Hello" в String Pool
2. Новый объект в heap через конструктор

Правильно:

String s = "Hello";  // ✅ Хорошо! Один объект в String Pool

Сложение строк

Сложить две строки в Java довольно просто, воспользовавшись оператором +. Java позволяет складывать друг с другом и переменные, и строковые литералы:

public static void main(String[] args) {
    String day = "День";
    String and = "и";
    String night = "Ночь";

    String dayAndNight = day + " " + and + " " + night;
}

Складывая объекты класса String с объектами других классов, мы приводим последние к строковому виду. Преобразование объектов других классов к строковому представлению выполняется через неявный вызов метода toString у объекта. Продемонстрируем это на следующем примере:

public class StringExamples {
    public static void main(String[] args) {
        Human max = new Human("Макс");
        String out = "Java объект: " + max;
        System.out.println(out);
        // Вывод: Java объект: Человек с именем Макс
    }

    static class Human {
        private String name;

        public Human(String name) {
            this.name = name;
        }

        @Override
        public String toString() {
            return "Человек с именем " + name;
        }
    }
}

Сравнение строк

Для сравнения строк можно воспользоваться методом equals():

public static void main(String[] args) {
    String x = "Test String";
    System.out.println("Test String".equals(x)); // true
}

Когда при сравнении строк нам не важен регистр, нужно использовать метод equalsIgnoreCase():

public static void main(String[] args) {
       String x = "Test String";
       System.out.println("test string".equalsIgnoreCase(x)); // true
}

Перевод объекта/примитива в строку

Для перевода экземпляра любого Java-класса или любого примитивного типа данных к строковому представлению, можно использовать метод String.valueOf():

public class StringExamples {
    public static void main(String[] args) {
        String a = String.valueOf(1);
        String b = String.valueOf(12.0D);
        String c = String.valueOf(123.4F);
        String d = String.valueOf(123456L);
        String s = String.valueOf(true);
        String human = String.valueOf(new Human("Alex"));

        System.out.println(a);
        System.out.println(b);
        System.out.println(c);
        System.out.println(d);
        System.out.println(s);
        System.out.println(human);
        /*
        Вывод:
        1
        12.0
        123.4
        123456
        true
        Человек с именем Alex
         */
    }

    static class Human {
        private String name;

        public Human(String name) {
            this.name = name;
        }

        @Override
        public String toString() {
            return "Человек с именем " + name;
        }
    }
}

Перевод строки в число

Часто бывает нужно перевести строку в число. У классов оберток примитивных типов есть методы, которые служат как раз для этой цели. Все эти методы начинаются со слова parse. Рассмотрим ниже перевод строки в целочисленное (Integer) и дробное (Double) числа:

public static void main(String[] args) {
    Integer i = Integer.parseInt("12");
    Double d = Double.parseDouble("12.65D");

    System.out.println(i); // 12
    System.out.println(d); // 12.65
}

Перевод коллекции строк к строковому представлению

Если нужно преобразовать все элементы некоторой коллекции строк к строковому представлению через произвольный разделитель, можно использовать такие методы класса String Java:

• join(CharSequence delimiter, CharSequence... elements)
• join(CharSequence delimiter, Iterable<? extends CharSequence> elements)

Где delimiter это разделитель элементов, а elements это массив строк / экземпляр коллекции строк. Рассмотрим пример, в котором мы преобразуем список строк в строку, разделяя каждую точкой с запятой:

public static void main(String[] args) {
    List<String> people = Arrays.asList(
            "Philip J. Fry",
            "Turanga Leela",
            "Bender Bending Rodriguez",
            "Hubert Farnsworth",
            "Hermes Conrad",
            "John D. Zoidberg",
            "Amy Wong"
    );

    String peopleString = String.join("; ", people);
    System.out.println(peopleString);
    /*
    Вывод:
    Philip J. Fry; Turanga Leela; Bender Bending Rodriguez; Hubert Farnsworth; Hermes Conrad; John D. Zoidberg; Amy Wong
     */
}

Разбиение строки на массив строк

Эту операцию выполняет метод split(String regex) В качестве разделителя выступает строковое регулярное выражение regex. В примере ниже произведем операцию, обратную той, что мы выполняли в предыдущем примере:

public static void main(String[] args) {
    String people = "Philip J. Fry; Turanga Leela; Bender Bending Rodriguez; Hubert Farnsworth; Hermes Conrad; John D. Zoidberg; Amy Wong";

    String[] peopleArray = people.split("; ");
    for (String human : peopleArray) {
        System.out.println(human);
    }
    /*
    Вывод:
    Philip J. Fry
    Turanga Leela
    Bender Bending Rodriguez
    Hubert Farnsworth
    Hermes Conrad
    John D. Zoidberg
    Amy Wong
     */
}

Определение позиции элемента в строке

В языке Java String предоставляет набор методов для определения позиции символа/подстроки в строке:

1. indexOf(int ch)
2. indexOf(int ch, int fromIndex)
3. indexOf(String str)
4. indexOf(String str, int fromIndex)
5. lastIndexOf(int ch)
6. lastIndexOf(int ch, int fromIndex)
7. lastIndexOf(String str)
8. lastIndexOf(String str, int fromIndex)

Где:

1. ch это искомый символ (char)
2. str это искомая строка
3. fromIndex это позиция, с которой нужно искать элемент
4. методы indexOf возвращают позицию первого найденного элемента
5. методы lastIndexOf возвращают позицию последнего найденного элемента

Если искомый элемент не найден, методы вернут -1. Попробуем найти порядковый номер букв A, K, Z, Я в английском алфавите, но будем иметь в виду, что индексация символов в строке в Java начинается с нуля:

public static void main(String[] args) {
    String alphabet = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
    System.out.println(alphabet.indexOf('A')); // 0
    System.out.println(alphabet.indexOf('K')); // 10
    System.out.println(alphabet.indexOf('Z')); // 25
    System.out.println(alphabet.indexOf('Я')); // -1
}

Извлечение подстроки из строки

Для извлечения подстроки из строки класс String в Java предоставляет методы:

• substring(int beginIndex)
• substring(int beginIndex, int endIndex)

Рассмотрим, как с помощью методов определения позиции элемента и извлечения подстроки мы можем получить имя файла из его пути:

public static void main(String[] args) {
    String filePath = "D:\\Movies\\Futurama.mp4";
    int lastFileSeparatorIndex = filePath.lastIndexOf('\\');
    String fileName = filePath.substring(lastFileSeparatorIndex + 1);
    System.out.println(fileName); // Futurama.mp4
}

Перевод строки в верхний/нижний регистр

Класс String предоставляет методы для перевода строки в верхний и нижний регистры:

• toLowerCase()
• toUpperCase()

Рассмотрим работу данных методов на примере:

public static void main(String[] args) {
    String fry = "Philip J. Fry";

    String lowerCaseFry = fry.toLowerCase();
    String upperCaseFry = fry.toUpperCase();

    System.out.println(lowerCaseFry); // philip j. fry
    System.out.println(upperCaseFry); // PHILIP J. FRY
}

Новые возможности Java String

Java продолжает развиваться, и класс String получил несколько полезных дополнений в последних версиях. Давай посмотрим на самые важные из них. Text Blocks (Java 15+) Если тебе нужно работать с многострочным текстом, text blocks значительно упростят жизнь:

public static void main(String[] args) {
    // Старый способ - неудобно и нечитаемо
    String json = "{\n" +
                  "  \"name\": \"Philip J. Fry\",\n" +
                  "  \"job\": \"Delivery Boy\"\n" +
                  "}";

    // Новый способ с text blocks - красиво и понятно!
    String jsonNew = """
            {
              "name": "Philip J. Fry",
              "job": "Delivery Boy"
            }
            """;

    System.out.println(jsonNew);
}

Text blocks начинаются и заканчиваются тремя двойными кавычками """. Все переносы строк и отступы сохраняются автоматически! Метод formatted() (Java 15+) Вместо сложной конкатенации теперь можно использовать удобное форматирование:

public static void main(String[] args) {
    String name = "Bender";
    int age = 4;

    // Старый способ
    String message1 = "Привет, я " + name + " и мне " + age + " года";

    // Новый способ
    String message2 = "Привет, я %s и мне %d года".formatted(name, age);

    // Альтернатива
    String message3 = String.format("Привет, я %s и мне %d года", name, age);

    System.out.println(message2);
}

Полезные методы для проверки строк В современной Java появились удобные методы для частых операций:

public static void main(String[] args) {
    String empty = "";
    String spaces = "   ";
    String text = "JavaRush";

    // Проверка на пустоту (Java 11+)
    System.out.println(empty.isBlank());  // true
    System.out.println(spaces.isBlank()); // true (игнорирует пробелы)
    System.out.println(text.isBlank());   // false

    // Удаление пробелов с обеих сторон (Java 11+)
    String withSpaces = "  JavaRush  ";
    System.out.println(withSpaces.strip());      // "JavaRush"
    System.out.println(withSpaces.stripLeading()); // "JavaRush  "
    System.out.println(withSpaces.stripTrailing()); // "  JavaRush"

    // Повторение строки (Java 11+)
    System.out.println("Ha".repeat(3)); // "HaHaHa"

    // Работа со строками как с потоками (Java 11+)
    "Line1\nLine2\nLine3".lines()
            .forEach(System.out::println);
}

Compact Strings - автоматическая оптимизация (Java 9+) Начиная с Java 9, класс String стал автоматически оптимизировать память. Если строка содержит только латинские символы (Latin-1), она занимает в два раза меньше памяти!

// Эта строка займет меньше памяти (Latin-1)
String latin = "Hello World"; // 1 байт на символ

// Эта строка займет больше (UTF-16)
String cyrillic = "Привет Мир"; // 2 байта на символ

Это происходит автоматически, тебе ничего делать не нужно. Просто знай, что Java следит за эффективностью использования памяти сама!

Что появилось в String по версиям

Соберем нововведения из этого раздела в одну таблицу: Работа с данным классом Java изучается на начальных уровнях онлайн-курса JavaRush:

• Знакомство со String приводится на 1-ом уровне, 4-ой лекции квеста Java Syntax
• Внутреннее устройство String, метод substring изучаются на 2-ом уровне, 3-ей лекции квеста Java Multithreading
• Поиск, получение, удаление подстроки в String изучаются на 2-ом уровне, 4-ой лекции квеста Java Multithreading
• Метод String.format рассматривается на 2-ом уровне, 6-ой лекции квеста Java Multithreading

Вопросы и ответы

Чем == отличается от equals() при сравнении строк?

Оператор == сравнивает ссылки, то есть проверяет, один ли это объект в памяти. Метод equals() сравнивает содержимое. Для строк, созданных через new, == вернет false даже при одинаковом тексте, поэтому сравнивать строки нужно через equals().

Что такое String Pool и зачем он нужен?

Это область памяти, где Java хранит строковые литералы. При создании строки литералом Java сначала ищет такую же в пуле и, если находит, возвращает ссылку на существующий объект. Так одинаковые строки не дублируются и экономится память.

Почему не стоит создавать строки через new String()?

Потому что создается лишний объект: сам литерал попадает в String Pool, а конструктор делает еще одну копию в heap. Литерал в двойных кавычках экономит память и работает быстрее.

Как перевести строку в число и число в строку?

Строку в число переводят методы parse у классов-оберток: Integer.parseInt для целых, Double.parseDouble для дробных. Обратно любой примитив или объект переводится методом String.valueOf().

Как разбить строку на части и собрать обратно?

Разбить помогает метод split(): он принимает регулярное выражение-разделитель и возвращает массив строк. Собрать обратно помогает статический метод String.join(): он принимает разделитель и коллекцию или массив строк.

Почему класс String сделали immutable?

Неизменяемость позволяет безопасно хранить строки в String Pool и переиспользовать один объект в разных местах программы. Она же делает строки потокобезопасными: их можно передавать между потоками, не опасаясь, что кто-то изменит значение. Источник: Oracle Java Tutorials: Strings.

Читайте также

• Final, константы и Immutable в Java
• Equals в Java и String compare: сравнение строк
• Регулярные выражения в Java
• Обертки: распаковка и запаковка